giáo án vật lý 11 phát triển năng lực phần 2

Tuần : 20 Tiết : 38 Ngày soạn : Bài 19 TỪ TRƯỜNG I MỤC TIÊU: Kiến thức: - Biết từ trường nêu lên vật gây từ trường - Nêu cách xác định phương chiều từ trường điểm - Phát biểu định nghĩa nêu bốn tính chất đường sức từ Kĩ năng: - Biết cách phát tồn từ trường trường hợp thông thường - Biết cách xác định chiều đường sức từ của: dòng điện chạy dây dẫn thẳng dài, dòng điện chạy dây dẫn uốn thành vòng tròn - Biết cách xác định mặt Nam hay mạt Bắc dịng điện chạy mạch kín Thái đợ: - Nghiêm túc học tập, hợp tác nhóm - Có lịng say mê khoa học Năng lực định hướng hình thành phát triển cho học sinh - Năng lực giải vấn đề - Năng lực tự học, đọc hiểu - Năng lực hợp tác nhóm II CHUẨN BỊ: Giáo viên: - Chuẩn bị thí nghiệm chứng minh về: tương tác từ, từ phổ Học sinh: - Ôn lại phần từ trường Vật lí lớp III PHƯƠNG PHÁP: Nêu giải vấn đề, tương tác nhóm IV TIẾN TRÌNH DẠY HỌC: Ổn định lớp Bài mới: 2.1 Hướng dẫn chung: TỪ TRƯỜNG Các bước Hoạt động Tên hoạt đợng Khởi động Hoạt động Giới thiệu chương trình hk2; nội dung chương từ trường 5’ Hình thành kiến thức Hoạt động Tìm hiểu nam châm 5’ Hoạt động Tìm hiểu từ tính dây dẫn có dịng điện 5’ Hoạt động Tìm hiểu từ trường 10’ Hoạt động Tìm hiểu đường sức từ 10’ Hoạt động Hệ thống hoá kiến thức tập 5’ Luyện tập Vận dụng Thời lượng dự kiến 5’ Tìm tịi mở rộng Hoạt động Hướng dẫn nhà 2.2 Cụ thể từng hoạt động: A Khởi động: Hoạt động 1: a Mục tiêu hoạt động: Nắm nội dung chương trình hk2; nội dung chương IV TỪ TRƯỜNG; b Tổ chức hoạt động: GV giới thiệu nội dung chương trình hk2 nội dung chương Từ Trường c Sản phẩm hoạt động: HS nắm nội dung chương trình hk2 nội dung chương Từ Trường B Hình thành kiến thức: Hoạt động 2: Tìm hiểu nam châm a Mục tiêu hoạt động: Nắm cấu tạo tính chất nam châm; tương tác từ gì? b Tở chức hoạt động: GV yêu cầu HS từ thực tiễn cho biết cấu tạo tính chất nam châm mà em biết; Các nhóm báo cáo kết quả; cuối GV chốt lại nội dung chính; c Sản phẩm hoạt động: Nội dung hoạt động Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh Nội dung bản I Nam châm Giới thiệu nam châm Ghi nhận khái niệm + Loại vật liệu hút sắt Yêu cầu học sinh thực Thực C1 vụn gọi nam châm C1 Nêu đặc điểm nam + Mỗi nam châm có hai cực: bắc Cho học sinh nêu đặc điểm châm nam nam châm (nói + Các cực tên nam châm cực nó) Ghi nhận khái niệm đẩy nhau, cực khác tên hút Giới thiệu lực từ, từ tính Thực C2 Lực tương tác nam Yêu cầu học sinh thực châm gọi lực từ nam C2 châm có từ tính Hoạt đợng 3: Tìm hiểu từ tính dây dẫn có dịng điện a Mục tiêu hoạt đợng: Nắm từ tính dây dẫn mang dịng điện; tương tác từ; b Tổ chức hoạt động: GV giới thiệu yêu cầu HS qua thí nghiệm tương tác hai dây dẫn mang dòng điện; dòng điện với nam châm; nam châm với nam châm; cho nhận xét rút kết luận tương tác từ; c Sản phẩm hoạt động: Nội dung hoạt động Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh Nội dung bản II Từ tính dây dẫn có dịng Giới thiệu qua thí Kết luận từ tính điện nghiệm tương tác dòng điện dòng điện với nam châm dòng điện với dòng điện Giữa nam châm với nam châm, nam châm với dòng điện, dòng điện với dòng điện có tương tác từ Dịng điện nam châm có từ tính Hoạt đợng 4: Tìm hiểu từ trường a Mục tiêu hoạt động: Nắm định nghĩa quy ước xác định hướng từ trường điểm không gian b Tổ chức hoạt động: GV dùng phương pháp so sánh tương tự để giải thích xuất lực từ c Sản phẩm hoạt động: Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh Nội dung bản III Từ trường Định nghĩa Yêu cầu học sinh nhắc lại Nhắc lại khái niệm điện Từ trường dạng vật chất tồn khái niệm điện trường trường nêu khái niệm từ không gian mà biểu Tương tự nêu trường cụ thể xuất của lực từ khái niệm từ trường tác dụng lên dòng điện hay nam châm đặt Hướng từ trường Giới thiệu nam châm nhỏ Ghi nhận định hướng Từ trường định hướng cho cho định hướng từ từ trường nam nam châm nhỏ trường nam châm châm nhỏ Qui ước: Hướng từ trường thử điểm hướng Nam – Bắc Giới thiệu qui ước hướng Ghi nhận qui ước kim nam châm nhỏ nằm cân từ trường điểm Hoạt đợng 5: Tìm hiểu đường sức từ a Mục tiêu hoạt động: Nắm đặc điểm đường sức từ số dịng điện chạy dây dẫn có hình dạng đặc biệt tính chất đường sức từ b Tở chức hoạt động: GV sử dụng tranh vẽ yêu cầu hs mô tả đặc điểm đường sức từ c Sản phẩm hoạt động: Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh Nội dung bản IV Đường sức từ Định nghĩa Cho học sinh nhắc lại khái Nhác lại khái niệm đường Đường sức từ đường vẽ niệm đường sức điện trường sức điện trường khơng gian có từ trường, Giới thiệu khái niệm Ghi nhận khái niệm cho tiếp tuyến điểm có hướng trùng với hướng từ Giới thiệu qui ước Ghi nhận qui ước trường điểm Qui ước chiều đường sức từ Giới thiệu dạng đường sức Ghi nhận dạng đường sức từ dòng điện thẳng dài từ Giới thiệu qui tắc xác định chiều đưòng sức từ dòng Ghi nhận qui tắc nắm tay điện thẳng dài phải Đưa ví dụ cụ thể để học sinh áp dụng qui tắc Áp dụng qui tắc để xác định chiều đường sức từ Giới thiệu mặt Nam, mặt Bắc dòng điện tròn Nắm cách xác định mặt Giới thiệu cách xác định Nam, mặt Bắc dòng chiều đường sức từ điện tròn dòng điện chạy dây dẫn tròn Ghi nhận cách xác định Yêu cầu học sinh thực chiều đường sức từ C3 Thực C3 Giới thiệu tính chất đường sức từ Ghi nhận tính chất đường sức từ điểm chiều từ trường điểm Các ví dụ đường sức từ + Dịng điện thẳng dài - Có đường sức từ đường trịn nằm mặt phẵng vng góc với dịng điện có tâm nằm dịng điện - Chiều đường sức từ xác định theo qui tắc nắm tay phải: Để bàn tay phải cho ngón nằm dọc theo dây dẫn theo chiều dịng điện, ngón tay khum lại chiều đường sức từ + Dòng điện tròn - Qui ước: Mặt nam dòng điện trịn mặt nhìn vào ta thấy dịng điện chạy theo chiều kim đồng hồ, mặt bắc ngược lại - Các đường sức từ dịng điện trịn có chiều vào mặt Nam mặt Bắc dòng điện tròn Các tính chất đường sức từ + Qua điểm không gian vẽ đường sức + Các đường sức từ đường cong khép kín vô hạn hai đầu + Chiều đường sức từ tuân theo qui tắc xác định + Qui ước vẽ đường sức mau (dày) chổ có từ trường mạnh, thưa chổ có từ trường yếu C Luyện tập: Hoạt động: a Mục tiêu hoạt động: Nắm kiến thức học b Tổ chức hoạt động: GV cho hs nêu kiến thức học c Sản phẩm hoạt động: Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh Cho học sinh tóm tắt kiến thức Tóm tắt kiến thức bản D Vận dụng – Mở rộng: Hoạt động: a Mục tiêu hoạt đợng: Giải thích tình thực tiễn b Tổ chức hoạt động: GV cho hs giải thích nguyên lý hoạt động La bàn ứng dụng thực tiễn c Sản phẩm hoạt động: Hoạt động giáo viên Yêu cầu học sinh nhà làm tập đến trang 124 sgk 19.3; 19.5 19.8 sbt Hoạt động học sinh Ghi tập nhà V RÚT KINH NGHIỆM: Ngày soạn: Ngày dạy: Số tiết:02 TIẾT 38, 39 CHỦ ĐỀ: LỰC TỪ CẢM ỨNG TỪ TỪ TRƯỜNG CỦA DỊNG ĐIỆN CHẠY TRONG CÁC DÂY DẪN CĨ HÌNH DẠNG ĐẶC BIỆT I MỤC TIÊU BÀI HỌC Kiến thức - Từ trường gi? - Cách xác định véctơ cảm ứng từ.Đơn vị - Quy tắc xác định chiều lực từ - Viết công thức tính cảm ứng từ trường hợp đặc biệt : dây dẫn thẳng dài, dây dẫn uốn thành vòng trịn, ống dây hình trụ - Vẽ hình dạng đường sức sinh dòng điện chạy dây dẫn có hình dạng khác - Nắm nguyên lí chồng chất từ trường Kỹ - Vận dụng giải toán cảm ứng từ lực từ - Thiết lập cơng thức tính lực từ, công thức (20.1) sách giáo khoa - Xác định vectơ cảm ứng từ điểm dịng điện chạy dây dẫn có hình dạng đặc biệt - Vận dụng kiến thức để giải tập Thái độ - Hào hứng học tập, tìm hiểu tượng liên quan đến lực từ, cảm ứng từ - Rèn luyện kĩ làm việc nghiêm túc, độc lập nghiên cứu, tác phong lành mạnh có tính tập thể - Giáo dục học ham mê khám phá khoa học, tìm hiểu nghiên cứu tượng, tính tập thể nghiên cứu khoa học Năng lực -Năng lực vận dụng sáng tạo khả giả vấn đề thông qua hệ thống câu hỏi; tóm tắt thơng tin liên quan, tổng hợp kiến thức liên quan đến lực từ, cảm ứng từ từ trường dòng điện dây dẫn có dạng đặc biệt - Năng lực vận dụng lý thuyết để trả lời câu hỏi - Năng lực hoạt động nhóm: Chủ động trao đổi, thảo luận với học sinh khác với giáo viên Trình bày kết hoạt động nhóm hình thức - Năng lực thực hành thí nghiệm: thao tác an tồn thí nghiệm - Năng lực tính tốn, trình bày trao đổi thơng tin: đo góc, hồn thành bảng số liệu làm thí nghiệm II CHUẨN BỊ Giáo viên: - Chuẩn bị phiếu câu hỏi - Chuẩn bị thí nghiệm lực từ, từ phổ kim nam châm nhỏ để xác định hướng cảm ứng từ Học sinh: - SGK, ghi, giấp nháp - Tìm hiểu kiến thức học III TIẾN TRÌNH BÀI HỌC Tiết 1: Đề xuất phương án tiến hành thí nghiệm Tiết 2: Báo cáo kết quả, kết luận vận dụng IV HÌNH THỨC TỔ CHỨC DẠY HỌC + Tổ chức dạy học theo hướng hoạt động nhóm (Chia lớp thành nhóm) sử dụng phương pháp nghiên cứu tài liệu, tiến hành thí nghiệm, phương pháp phát giải vấn đề Các bước Khởi động Hoạt động Hoạt động Hình thành kiến thức Hoạt động Hoạt động Tên hoạt đợng Tạo tình vấn đề lực từ, cảm ứng từ từ trường dịng điện dây dẫn có dạng đặc biệt Hình thành kiến thức cảm ứng từ từ trường dịng điện dây dẫn có dạng đặc biệt Luyện tập Thời lượng dự kiến 15 phút 55 phút phút Tìm tịi mở rộng Hoạt động Vận dụng Vận dụng kiến thức trả lời câu hỏi trắc nghiệm liên quan Hoạt động Tìm hiểu, tiếp cận làm tập nâng cao 10 phút phút Tiến trình dạy học Hoạt động GV HS Nội dung, yêu cầu cần đạt Hoat động 1: Khởi đợng (15 phút) - Mục tiêu: Tạo tình vấn đề lực từ, cảm ứng từ từ trường dịng điện dây dẫn có dạng đặc biệt Bước : Chuyển giao nhiệm vụ : Đại lượng đặc trưng cho tác dụng điện trường cường độ điện trường Vây đại lượng đặc trưng cho tác dụng từ trường gì? Xung quanh dây dẫn có dịng điện tồn từ trường Tại điểm khơng gian ur Véc tơ B xác định từ trường phụ thuộc vào yếu tố nào? Bước : Tiếp nhận, thực : Học sinh trao đổi nhóm để trả lời câu hỏi Bước : Báo cáo : HS trình bày hiểu biết lực từ cảm ứng từ Bước : Đánh giá, nhận xét : Giáo viên đánh giá kết hoạt động để làm sở đánh giá học sinh Hoạt động 2: Hình thành kiến thức (55 phút) I – Lực từ Mục tiêu hoạt đợng: Tiến hành thí nghiệm hình (20.2a) cho học sinh quan sát thí nghiệm máy chiếu Học sinh ghi kết em quan sát phương dây treo 01M1 02M2 trường hợp - chưa cho dòng điện chạy vào M1M2 - cho dòng điện chạy vào M1M2 Tổ chức hoạt động - B1: Chuyển giao nhiệm vụ: Giáo viên yêu cầu HS nhắc lại khái niệm điện tường từ nêu khái niệm từ trường + GV đặt câu hỏi Phương dây treo trường hợp có dịng điện chạy vào M1M2 nào? Nguyên nhân làm cho phương dây treo I Lực từ Từ trường Từ trường từ trường mà đặc tính giống điểm; đường sức từ đường thẳng song song, chiều cách Lực từ từ trường tác dụng lên đoạn dây dẫn mang dòng điện Lực từ tác dụng lên đoạn dây dẫn mang dòng điện đặt từ trường có phương vng góc với đường sức từ vng góc với đoạn dây dẫn, có độ lớn phụ thuộc vào từ trường cường độ dòng điện chay qua dây dẫn 01M1 02M2 lệch so với phương thẳng đứng góc α Chiều lực từ, chiều dòng điện, chiều từ trường có mối quan hệ theo quy tắc nào? Xác định cơng thức tính độ lớn lực từ - B2: Tiếp nhận nhiệm vụ: Học sinh làm việc nhóm trả lời câu hỏi - B3: Báo cáo kết quả: Đại diện nhóm thuyết trình - B4: Đánh giá, nhận xét: GV chốt lại kiến thức II – Cảm ứng từ: Mục tiêu hoạt đợng: Từ thí nghiệm mô cho phép em xác định lực từ từ trường tác dung lên đoạn dây dẫn mang dịng điện - Tiếp tục thí nghiệm cách thay đổi I l F học sinh ghi lại kết quả.Tính thương số Il Tở chức hoạt động - B1: Chuyển giao nhiệm vụ: Nhắc lại cường độ điện trường gì? GV đặt câu hỏi F + Kết tính thương số nào? Il ur + Cảm ứng từ gì?; Độ lớn cảm ứng từ; B có hướng nào? - B2: Tiếp nhận nhiệm vụ: Học sinh làm việc nhóm trả lời câu hỏi - B3: Báo cáo kết quả: Đại diện nhóm thuyết trình - B4: Đánh giá, nhận xét: GV chốt lại kiến thức II Cảm ứng từ Cảm ứng từ Cảm ứng từ điểm từ trường đại lượng đặc trưng cho độ mạnh yếu từ trường đo thương số lực từ tác dụng lên đoạn dây dẫn mang dịng diện đặt vng góc với đường cảm ứng từ điểm tích cường độ dòng điện chiều dài đoạn dây dẫn F B= Il Đơn vị cảm ứng từ Trong hệ SI đơn vị cảm ứng từ tesla (T) 1N 1T = 1A.1m Véc tơ cảm ứng từ → Véc tơ cảm ứng từ B điểm: + Có hướng trùng với hướng từ trường điểm F + Có độ lớn là: B = Il Biểu thức tổng quát lực từ → Lực từ F tác dụng lên phần tử dòng → điện I l đặt từ trường đều, → có cảm ứng từ B : + Có điểm đặt trung điểm l; → → + Có phương vng góc với l B ; + Có chiều tuân theo qui tác bàn tay trái; + Có độ lớn F = IlBsin α III – Từ trường dòng diện chạy dây dẫn thẳng dài Mục tiêu hoạt động: III Từ trường dòng diện chạy dây dẫn thẳng dài: - Đường sức từ đường tròn nằm mặt phẳng vng góc với - Xác định điểm đặt, phương, chiều, độ lớn vectơ cảm ứng từ điểm từ trường gây dòng điện thẳng dài Tổ chức hoạt động - B1: Chuyển giao nhiệm vụ: Giáo viên yêu cầu HS quan sát thí nghiệm hình 21.1 đọc SGK, thảo luận nhóm thực nhiệm vụ học tập: + Nêu hình dạng đường sức,uryêu cầu học sinh nêu quy tắc xác định chiều B điểm M Vẽ hình + Yêu cầu học sinh thực C1/ Sgk + Nêu công thức ur xác định độ lớn véc tơ B , giải thích - B2: Tiếp nhận nhiệm vụ: Học sinh làm việc nhóm trả lời câu hỏi - B3: Báo cáo kết quả: Đại diện nhóm thuyết trình - B4: Đánh giá, nhận xét: GV chốt lại kiến thức IV – Từ trường dòng điện chạy dây dẫn uốn thành vòng tròn Mục tiêu hoạt động: - Xác định điểm đặt, phương, chiều, độ lớn vectơ cảm ứng từ tại tâm O từ trường gây dòng điện uốn thành vịng trịn Tở chức hoạt đợng - B1: Chủn giao nhiệm vụ: Giáo viên yêu cầu HS HS quan sát thí nghiệm hình 21.3 đọc SGK, thảo luận nhóm thực nhiệm vụ học tập: + Nêu hình dạng đường sức,uryêu cầu học sinh nêu quy tắc xác định chiều B điểm O Vẽ hình + dịng điện có tâm nằm dây dẫn - Chiều đường sức từ xác định theo qui tắc nắm tay phải - Véc tơ cảm ứng từ điểm cách dây dẫn khoảng r có: + điểm đặt: điểm ta xét; + phương: vng góc với mặt phẳng chứa dòng điện điểm ta xét; + chiều: xác định theo qui tắc nắm tay phải; −7 I + độ lớn: B = 2.10 r M Trong đó: I Cường độ dịng điện chạy dây dẫn (A); r khoảng cách từ dây đến điểm ta xét (m); B: độ lớn cảm ứng từ (T) IV Từ trường dòng điện chạy dây dẫn uốn thành vòng tròn - Đường sức từ qua tâm O vịng trịn đường thẳng vơ hạn hai đầu cịn đường khác đường cong, có chiều vào mặt Nam mặt Bắc dịng điện trịn ur - Véc tơ cảm ứng từ B tâm O vịng dây có: + điểm đặt: tâm vịng dây; + phương: vng góc với mặt phẳng chứa vịng dây ur + chiều: vào mặt Nam mặt Bắc; Nêu công thức xác định độ lớn véc tơ B , giải I −7 thích + độ lớn: B = 2π.10 N R - B2: Tiếp nhận nhiệm vụ: Học sinh làm việc Trong đó: N số vịng dây (vịng); I: cường nhóm trả lời câu hỏi - B3: Báo cáo kết quả: Đại diện nhóm thuyết trình độ dịng điện chạy khung dây dẫn (A); R: bán kính khung dây (m); B: độ lớn cảm - B4: Đánh giá, nhận xét: GV chốt lại kiến thức V – Từ trường dòng điện chạy ống dây ứng từ (T) dẫn hình trụ Mục tiêu hoạt động: - Xác định điểm đặt, phương, chiều, độ lớn vectơ cảm ứng từ điểm lòng ống dây có dịng điện chạy qua Tở chức hoạt động - B1: Chuyển giao nhiệm vụ: Giáo viên yêu cầu HS quan sát thí nghiệm hình 21.4 đọc SGK, thảo luận nhóm thực nhiệm vụ học tập: + Nêu hình dạng đường sức,uryêu cầu học sinh nêu quy tắc xác định chiều B điểm lịng ống dây hình trụ Vẽ hình ur + Nêu công thức xác định độ lớn véc tơ B , giải thích - B2: Tiếp nhận nhiệm vụ: Học sinh làm việc nhóm trả lời câu hỏi - B3: Báo cáo kết quả: Đại diện nhóm thuyết trình - B4: Đánh giá, nhận xét: GV chốt lại kiến thức VI – Từ trường nhiều dòng điện 1.Mục tiêu hoạt động: Xác định véc tơ cảm ứng từ điểm nhiều dòng điện gây Tổ chức hoạt động - B1: Chuyển giao nhiệm vụ: Giáo viên yêu cầu HS: + Nhắc lại nguyên lí chồng chất điện trường + véc tơ cảm ứng từ điểm nhiều dòng điện gây - B2: Tiếp nhận nhiệm vụ: Học sinh làm việc nhóm trả lời câu hỏi - B3: Báo cáo kết quả: Đại diện nhóm thuyết trình - B4: Đánh giá, nhận xét: GV chốt lại kiến thức V Từ trường dòng điện chạy ống dây dẫn hình trụ: - Trong lòng ống dây đường sức từ đường thẳng song song chiều cách (từ trường đều) Ở gần miệng ống ống đường cảm ứng từ đường cong, có dạng giống đường sức từ nam châm thẳng Chiều đường sức từ bên ống dây xác định theo qui tắc nắm tay phải ur - Véc tơ cảm ứng từ B lòng ống dây có: + điểm đặt: điểm ta xét; + phương: song song với trục ống dây; + chiều: xác định theo qui tắc nắm tay phải; N + độ lớn: B = 4π.10-7 I = 4π.10-7nI l Trong đó: N: tổng số vịng dây quấn ống (vịng) ; l : chiều dài ống (m); I: Cường độ dòng điện chạy dây dẫn (A); n: Số vòng dây quấn đơn vị chiều dài lõi (vòng/m); B: độ lớn cảm ứng từ (T) VI – Từ trường nhiều dòng điện Véc tơ cảm ứng từ điểm nhiều dòng điện gây tổng véc tơ cảm ứng từ dòng điện gây điểm → → → → B = B1 + B2 + + Bn 10 ... Φ = BScos00 = 0, 02. 0, 12 = 2. 10-4(Wb) c) Φ = d) Φ = Bscos450 = 0, 02. 0, 12 = 2 10-4(Wb) e) Φ = Bscos1350 = - 0, 02. 0, 12 =- 2 10-4(Wb) Bài 1: Một khung dây hình chữ nhật ABCD gồm 20 vòng cạnh cm cm... lớn lực Lo – ren – xơ tác dụng lên điện tích A 2, 5 mN B 25 mN C 25 N D 2, 5 N Câu 11 (VDT)Hai điện tích q1 = 10μC điện tích q2 bay hướng, vận tốc vào từ trường Lực Lo – ren – xơ tác dụng lên q q2... ren – xơ tác dụng lên q q2 2. 10-8 N 5.10-8 N Độ lớn điện tích q2 22 A 25 μC B 2, 5 μC C μC D 10 μC Câu 12 (VDT) Một điện tích bay vào từ trường với vận tốc 2. 10 m/s chịu lực Lo – ren – xơ có độ lớn